JP3602837B2

JP3602837B2 - 電動自転車

Info

Publication number: JP3602837B2
Application number: JP2002199255A
Authority: JP
Inventors: 久稔明田; 望高田; 正道荒木
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1992-05-26
Filing date: 2002-07-08
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2019-12-15
Also published as: JPH09118137A; JP2002068056A; JP3386665B2; JP2003034281A; JPH11227673A; JP2623050B2; JP3571676B2; JPH0853096A; JP2844323B2; JPH05319104A; JP2984905B2; JPH09118138A; JPH09123967A; JP2684029B2; JP3386729B2; JP2860644B2; JPH0853095A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体にバッテリーケースを着脱自在に取付けた電動自転車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、人力駆動系と電気駆動系とを並列に設けた電動自転車としては、例えば実公昭６０−７９９５号公報に開示されたものがある。この公報に示された電動自転車は、バッテリーが収納されたバッテリーケースをシートチューブと後輪との間に配設して車体に揺動自在かつ着脱自在に取付けている。
【０００３】
前記バッテリーケースは、車体の前後方向側の側壁の下方に軸体を突設し、この軸体を車体フレーム側のバッテリーケース搭載部に回動自在かつ斜め上方に着脱自在に軸承させるとともに、バッテリーケース上部をシートステー側のフックに係止させることによって車体フレームに対して固定している。
【０００４】
すなわち、前記バッテリーケースは、上部を前記フックから外した状態で軸体を揺動中心として車体の側方へ揺動させ、この状態で上方へ引き上げることにより、前記軸体がバッテリーケース搭載部から外れて車体から取外すことができる。このバッテリーケースを車体に取付けるには、車体の側方へ傾斜させた状態でその下部の軸体を前記バッテリーケース搭載部に軸承させ、この軸承状態でバッテリーケースが正立状態になるまで揺動させることによって行う。バッテリーケースをこのように正立位置まで揺動させるときに、バッテリーケース上部を前記フックに係止させる。
【０００５】
なお、上記公報中には何らの記載はなされてないが、この電動自転車においてはバッテリーケースに放電用差込み式コネクタを設け、このコネクタにモータ側コネクタを接続することによってバッテリーがモータに接続する構成を採っていると思われる。
【０００６】
また、車体にバッテリーケースを着脱自在に設けた電動自転車としては、例えば実公昭５８−８６３７号公報に開示されたものがある。この公報に示された電動自転車は、バッテリーケースに放電用差込み式コネクタを設け、このコネクタにモータ側コネクタを接続する構造を採っている。この電動自転車においてバッテリーケースを車体から外してバッテリーを充電するには、バッテリーとモータ側とを電気的に接続する放電用差込み式コネクタからモータ側コネクタを外し、バッテリーケースを上述したように車体から外してから前記放電用差込み式コネクタを充電器に接続することによって行う。充電終了後は、バッテリーケースを元通りに車体に取付け、前記放電用差込み式コネクタにモータ側コネクタを接続することによって、バッテリーをモータ側に接続する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上述したように充電する度に放電用差込み式コネクタとモータ側コネクタとを脱着させなければならないために、手間がかかり充電作業が煩雑になるという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、充電時にバッテリーケースを車体に対して着脱させる構成を採りながらも充電作業が簡単な電動自転車を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電動自転車は、繰返し充放電可能な長尺状のバッテリーケースを車体フレームのフレーム部材の長手方向に沿わせて配置するとともに、車体フレーム側に対して揺動自在かつ着脱自在に設け、前記バッテリーケースに放電用接触端子を設けかつ前記車体フレーム側にモータ側接触端子を設け、これら両接触端子どうしの接続方向をバッテリーケースの揺動方向と同一方向とし、前記バッテリーケースの車体フレーム側への装着操作を、前記バッテリーケースの一端部を車体フレーム側の支持部材に係合させる第一行程と、続いてその支持部材を支点にバッテリーケースを揺動させる第二行程とから構成し、前記放電用接触端子と前記モータ側接触端子とが前記第二行程において自動的に接続する構造としたものである。
【００１０】
したがって、バッテリーケースを車体フレーム側に対して装着することによって、放電用接触端子がモータ側接触端子に自動的に接続し、バッテリーケースを取り外すことによって、放電用接触端子がモータ側接触端子から自動的に切離される。また、バッテリーケースの車体フレーム側への装着操作は、バッテリーケースの一端部を車体フレーム側に係合させる第一行程と、一端部側を支点に揺動させる第二行程との二行程で行われる。前記第一行程ではバッテリーケースの一端部を係合させるという丁寧な操作になり、前記第二行程は揺動というバッテリーケースの移動方向が規制された操作になるので、何れの行程で両接触端子どうしが接続するにしても接続が正確かつ円滑となるが、特に第二行程とすれば支点を中心にバッテリーケースを揺動させる過程で放電用接触端子とモータ側接触端子とが接続するので、接続が正確かつスムーズに行われるばかりか、バッテリーケースは車体フレーム側に支えられた状態で揺動するから、放電用接触端子およびモータ側接触端子にバッテリーケースの全荷重が加えられることがない。
【００１２】
請求項２に記載した発明に係る電動自転車は、請求項１記載の発明に係る電動自転車において、バッテリーケースをシートチューブとシートステーと後輪とによって囲まれる空間に配置し、車体側方に揺動自在としたものである。この発明によれば、バッテリーケースを着脱するに当たり、バッテリーケースを持上げる高さが低く、また、車体側方空間を作業空間として広く使うことができる。
【００１３】
請求項３に記載した発明に係る電動自転車は、請求項１または請求項２記載の発明に係る電動自転車において、バッテリーケースに充電用接触端子と放電用接触端子とを設け、これらを並列に接続したものである。この発明によれば、充電用接触端子に充電器を接続することにより、放電用接触端子とモータ側接触端子とを切離すことなく車載状態でバッテリーを充電することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の参考技術
本発明に係る電動自転車の参考となる技術を図１ないし図１２によって説明する。図１は電動自転車の側面図、図２はバッテリーケース用支持箱の支持部を拡大して示す断面図、図３は図１におけるモータユニット部分のＡ矢視図、図４はバッテリーケース用支持箱の平面図、図５はバッテリーケースの分解斜視図である。
【００１５】
図６はバッテリーケースの充電口部分を拡大して示す図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は（ａ）図におけるＢ−Ｂ線断面図、同図（ｃ）は（ａ）図におけるＣ−Ｃ断面図である。図７はバッテリーケース用支持箱の縦断面図、図８は図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図、図９はバッテリーケース用支持箱の分解斜視図である。
【００１６】
図１０はバッテリーケースを車体から取外すときの手順を示す斜視図で、同図（ａ）は外装カバーを開けた状態を示し、同図（ｂ）はバッテリーケースを支持箱から取外すときの状態を示す。同図（ｃ）はバッテリーケースを支持箱から取外した状態を示し、同図（ｄ）はバッテリーケースを車体から外した状態を示す。
【００１７】
図１１はバッテリーケースを車体から外して充電するときの状態を示す斜視図、図１２はバッテリーケースを車体から外さずに充電するときの状態を示す斜視図である。
【００１８】
これらの図において、１は電動自転車、２はこの電動自転車１の車体フレームである。この車体フレーム２は、前輪３が回転自在に設けられたフロントフォーク４を操舵自在に支持するヘッドパイプ２ａと、このヘッドパイプ２ａから後下がりに延びるダウンチューブ２ｂと、このダウンチューブ２ｂの後端部にモータブラケット５を介して連結されてこの連結部から上方へ後傾するように延びるシートチューブ２ｃと、前記モータブラケット５から後方へ延びるチェーンステー２ｄと、前記シートチューブ２ｃの上部と前記チェーンステー２ｄの後端部とを連結するシートステー２ｅ等とから構成されている。そして、この車体フレーム２は、前記ダウンチューブ２ｂの上方かつシートチューブ２ｃの前方となる部位に上方が開放された側面視略Ｖ字状の足通し空間Ｓが設けられる構造になっている。
【００１９】
６は前記フロントフォーク４の上端部に装着されたハンドル、７はシートチューブ２ｃの上端部に装着されたクッション付きシート、８は後輪である。この後輪８は、チェーンステー２ｄの後端部およびシートステー２ｅの下端部に一体的に設けられた後輪ブラケット２ｆに回転自在に支持されており、チェーン９を介して後述するモータユニットに連結されている。
【００２０】
１０は後述するバッテリーケースやモータユニット部分を覆う外装カバーである。この外装カバー１０は、車体フレーム２のダウンチューブ２ｂに沿って延設されてこのダウンチューブ２ｂに支持固定された下部カバー１０ａと、この下部カバー１０ａに、モータブラケット５側に位置する枢軸１０ｂを介して上下揺動自在に支持されかつ下部カバー１０ａの上側開口部を塞ぐ上部カバー１０ｃとから形成されている。
【００２１】
前記下部カバー１０ａはダウンチューブ２ｂを下側から覆うと共にモータブラケット５を左右側方から覆う構造とされている。また、上部カバー１０ｃは、全体が略断面下向きコ字状に形成されて下部カバー１０ａの上部開口部を覆う構造とされ、揺動端部となる部位に施錠装置１１が装着されている。なお、１１ａはこの施錠装置１１のキーを示す。
【００２２】
このように構成された外装カバー１０では、施錠装置１１を開錠して上部カバー１０ｃの前部を持ち上げることによって、図１中二点鎖線ａで示すように上部カバー１０ｃが開くことになる。
【００２３】
１２はこの電動自転車１の補助動力となるモータユニットである。このモータユニット１２は、後述するバッテリーから給電されるモータ１３と、クランク軸１４を有するギヤボックス１５と、クランク軸１４に軸装されたチェーンリング１６，クランク１７およびペダル１８等を備えており、モータ１３を立てた状態で前記モータブラケット５に支持固定されている。なお、チェーンリング１６がチェーン９を介して後輪８に連結されている。また、１９はこのモータユニット１２をモータブラケット５に固定するための固定ボルトである。
【００２４】
このモータユニット１２を支持するモータブラケット５は、前記ダウンチューブ２ｂに溶接される側面視Ｔ字状のパイプ組立体５ａに筒状のモータカバー５ｂを溶接して構成されている。そして、このモータカバー５ｂの上端部にシートチューブ２ｃが同軸状に溶接され、モータカバー５ｂ内にモータ１３が位置づけられている。すなわち、このモータブラケット５にモータユニット１２を取付けると、モータユニット１２は図３に示すように車幅方向中央部に位置づけられることになる。
【００２５】
そして、このモータユニット１２のモータ１３には、ダウンチューブ２ｂの下部に取付けられた制御ユニット２０が接続されている。制御ユニット２０は、ペダル１８からクランク軸１４に乗員の踏力が加えられたときのみに、モータ１３を回転させてクランク軸１４にモータ１３からの動力を伝える構成とされている。すなわち、ペダル１８を踏むと、クランク軸１４にはその踏力に加えてモータ１３からの回転トルクが付与されることになる。なお、前記ギヤボックス１５には、モータ１３側の回転よりペダル１８側の回転が高くなったときにモータ１３側にクランク軸１４からトルクが伝わって回転抵抗が大きくなるのを防ぐために、ワンウェイクラッチ（図示せず）が内装されている。
【００２６】
２１はバッテリーケースで、このバッテリーケース２１は図５に示すように、長尺状に形成されその内部に前記モータ１３や制御ユニット２０に給電する繰返し充放電可能なバッテリー２２が収納されている。このバッテリーケース２１は、下部ケース２３と上部ケース２４等とから形成され、後述するバッテリーケース用支持箱２５に嵌挿されて車体フレーム２に支持されるように構成されている。ここで、バッテリーケース２１の構造を図５によって詳細に説明する。
【００２７】
下部ケース２３と上部ケース２４は合成樹脂によってそれぞれ一体成形されており、車体フレーム２のダウンチューブ２ｂに沿うように形成されてバッテリー２２を前後に２つ並べて収納する構造とされている。なお、２つのバッテリー２２どうしは直列に接続され、その接続ケーブルに放電用接触端子としての放電用コネクタ２６が接続されている。また、その接続ケーブルには充電用接触端子となる充電用コネクタ２７が放電用コネクタ２６と並列に接続されている。
【００２８】
下部ケース２３と上部ケース２４とは、それぞれの合わせ部分に一体成形された係合部２３ａおよび係止片２４ａによって互いに離れることのないように組立てられている。なお、下部ケース２３の開口部に設けられた係合部２３ａは、係止片２４ａを係合孔２３ｂ内に貫通させることによって係止する従来周知の構造とされている。
【００２９】
上部ケース２４の上部には、後述する支持箱２５に嵌合する突出部２４ｂが一体に形成されている。この突出部２４ｂに前記放電用コネクタ２６が取付けられている。放電用コネクタ２６は、後述するモータ側コネクタの接触子が挿入される雌型のものが用いられ、その接続口を突出部２４ｂの開口部２４ｃに位置づけて上部ケース２４にねじ止めされている。さらに、この放電用コネクタ２６の接続方向としては、バッテリーケース２１の長手方向と同一方向とされている。なお、図５および図８において２６ａはこの放電用コネクタ２６を上部ケース２４に固定するためのナット板を示し、２６ｂは取付けねじを示す。
【００３０】
また、前記突出部２４ｂには、図７および図８に示すように支持箱２５に係合する係止ボタン２８が一体成形されている。この係止ボタン２８は、突出部２４ｂの上面からさらに突出する係止部を有し、突出部２４ｂに対して出没できるように構成されており、吐出部２４ｂの裏面にねじ止めされた板ばね２９によって突出側へ付勢されている。
【００３１】
前記充電用コネクタ２７はマグネット吸着式の雄型のものが採用され、その接触子を上部ケース２４の充電口２４ｄに位置づけて上部ケース２４に固定されている。この充電用コネクタ２７の取付部を図６に拡大して示す。
【００３２】
充電用コネクタ２７は接触子２７ａを上方（上部ケース２４の上面と直交する方向）へ向けて配置され、タッピングねじ２７ｂによって上部ケース２４に裏側から固定されている。また、接触子２７ａは、正極と負極とを混同しないように平面視ハの字状に配設されている。
【００３３】
なお、図６（ａ）〜（ｃ）において符号３０は充電口２４ｃを塞ぐためのコネクタカバーである。このコネクタカバー３０は、合成樹脂によって板状に成形されており、摘み３０ａが一体に設けられている。そして、板状部分の一端がタッピングねじ３０ｂによって上部ケース２４に上方から固定されている。板状部分の他端には、充電口２４ｄの開口縁部に係合する係止爪３０ｃが形成されている。さらに、板状部分には、このコネクタカバー３０を（ｂ）図中二点鎖線ｂで示すように折曲げることができるように、裏面に凹溝３０ｄを形成することによって樹脂ヒンジが設けられている。
【００３４】
図５において符号３１はバッテリーケース２１を後述する支持箱２５に固定するための後側クランプ、３２はバッテリーケース２１の前部をダウンチューブ２ｂに固定するための前側クランプである。これらのクランプ３１，３２は各々の係合環を相手側に掛けて引っ張る構造で、後側クランプ３１の係合環は図７に示すように支持箱２５の突起３３に掛けられ、前側クランプ３２の係合環は図５に示すようにダウンチューブ２ｂの支持板３４に掛けられるように構成されている。なお、３５および３６はバッテリーケース２１を持ち上げるための取っ手で、取っ手３５は上部ケース２４の上部にねじ止めされ、取っ手３６は下部ケース２３の前面から上部ケース２４の前面に跨るようにしてねじ止めされている。
【００３５】
前記バッテリーケース２１を支持する支持箱２５は、図９に示すように、合成樹脂によって略有底角筒状に一体成形されており、後述する支持箱用ステー４１に上下揺動自在に枢支されてこのステー４１を介して車体フレーム２のモータブラケット５に支持されている。すなわち、この支持箱２５は前記足通し空間Ｓの下部となる部位に配設されている。この支持箱２５は上述したバッテリーケース２１が嵌入する形状に形成され、その一部は図４に示すように、上部ケース２４の突出部２４ｂが嵌入できるように他の部分より開口幅が狭められている。
【００３６】
そして、開口幅が狭く形成された幅狭部２５ａに、バッテリーケース２１の放電用コネクタ２６に接続されるモータ側コネクタ４２が取付けられると共に、この支持箱２５をステー４１に揺動自在に連結するための支軸４３が支持されている。なお、支軸４３を支持する軸受部２５ｂは幅狭部２５ａの下方部に左右に設けられ、支持箱２５に一体に設けられている。
【００３７】
また、バッテリーケース２１のクランプ３１の係合環が掛けられる突起３３は、この幅狭部２５ａの開口縁部に一体成形されており、さらに、前記係止ボタン２８の係止部が係合する係合孔２５ｄもこの幅狭部２５ａに穿設されている。
【００３８】
上述したようにバッテリーケース２１に突出部２４ｂを設けて支持箱２５に嵌合させるようにすると、バッテリーケース２１を支持箱２５に装着させるときには必ず放電用コネクタ２６がモータ側コネクタ４２と対向するようになる。
【００３９】
モータ側コネクタ４２は、前記放電用コネクタ２６に接続されるように雄型のものが採用され、その接触子４２ａと放電用コネクタ２６との接続方向がバッテリーケース２１の嵌合方向と同一方向になるように支持箱２５に取付けられている。その取付構造としては、図７および図８に示すように、モータ側コネクタ４２の底部を幅狭部２５ａの底部に支承させるようにしてねじ止めする構造とされている。なお、図８および図９中符号４２ｂはモータ側コネクタ４２を固定する固定ねじ、４２ｃはナット板である。
【００４０】
前記ステー４１は鋼板によって形成され、図７および図９に示すように、前記支軸４３が貫通するアーム部４１ａが左右に設けられている。そして、このステー４１は図２および図８に示すようにその上部および下部がモータブラケット５にねじ止めされている。ステー固定用ねじを図２，図８において符号４１ｂで示す。
【００４１】
また、このステー４１の上部と前記支持箱２５との間には支軸４３に貫通された戻しばね４４が弾装され、ステー４１の下部と支持箱２５の底部との間にはリンク式連結部材４５が介装されている。
【００４２】
戻しばね４４は捻りばねからなり、一端がステー４１に係合され他端が幅狭部２５ａの底部に当接し、図７において支持箱２５を時計方向に回転付勢するように構成されている。リンク式連結部材４５は２つのリンク４５ａ，４５ｂをピン４５ｃで連結して構成され、一方のリンク４５ａの端部がステー４１に枢支され、他方のリンク４５ｂが支持箱２５に枢支されている。なお、図７および図９において符号４６は前記リンク４５ａをステー４１に取付けるねじ、４７はリンク４５ｂを支持箱２５に取付けるねじ、４８はこの取付けねじ４７が螺着されるナット板である。
【００４３】
また、図７および図９中符号４９は支持箱２５を下側へ揺動させてその底面をステー４１と平行とした状態で保持するための保持部材で、この保持部材４９はねじ４９ａによってステー４１に固定されており、支持箱２５の底部に下方へ向けて突設された係合突起２５ｅを挾持する構造とされている。そして、この保持部材４９は、支持箱２５を上方へ付勢する戻しばね４４のばね力のみでは挾持状態が維持されるが、人手によって支持箱２５を上方へ起こそうとする力が加えられると、係合突起２５ｅが滑って外れるように構成されている。
【００４４】
５０は圧縮コイルばねで、この圧縮コイルばね５０は下側の径が上側の径より小さく形成されており、支持箱２５の内側底部に一体成形された円柱部２５ｆに下側部分が圧入固着されている。また、その上下方向の長さとしては、モータ側コネクタ４２の接触子４２ａの突出寸法より長く設定されている。
【００４５】
すなわち、このように圧縮コイルばね５０を支持箱２５の底部に装着すると、支持箱２５にバッテリーケース２１を嵌合させて放電用コネクタ２６がモータ側コネクタ４２に接続される以前に、圧縮コイルばね５０の上端がバッテリーケース２１に接触することになる。このため、圧縮コイルばね５０が緩衝体となるので、前記コネクタどうしが接続されるときに両コネクタに過大な力が加えられるのを防ぐことができる。また、支持箱２５からバッテリーケース２１を引き抜くときにも、バッテリーケース２１が圧縮コイルばね５０によって押される関係から、そのばね力によってコネクタの接続状態を解除することができる。
【００４６】
なお、図９において５１は支持箱２５のモータ側コネクタ４２と不図示のモータ側回路とを電気的に接続するための接続ケーブルで、前記ステー４１に形成された開口部４１ｃを通ってモータユニット側に導出されている。
【００４７】
このように構成された支持箱２５は、支軸４３を中心として上下に揺動され、その開口部が上方を向くように揺動された状態でバッテリーケース２１が脱着される。すなわち、前記外装カバー１０の上部カバー１０ｃが開けられかつバッテリーケース２１が装着されていない状態では、支持箱２５は図２および図７中二点鎖線ｃに示すように戻しばね４４のばね力によって上方へ揺動するので、その状態でバッテリーケース２１を装着させる。なお、そのときには図７中二点鎖線ｄに示すようにリンク式連結部材４５が伸びることになる。
【００４８】
バッテリーケース２１を装着させるときには、バッテリーケース２１を立て向きにして（放電用コネクタ２６を下方へ向けて）支持箱２５の開口部に挿入し、そのバッテリーケース２１を圧縮コイルばね５０のばね力に抗して押し下げることによって行う。バッテリーケース２１が支持箱２５の最奥部まで挿入されると、放電用コネクタ２６がモータ側コネクタ４２に接続されると共に、バッテリーケース２１の係止ボタン２８が支持箱２５の係合孔２５ｄに係止される。この係止ボタン２８が係止されることによってバッテリーケース２１は抜け止めされることになる。すなわち、バッテリーケース２１の車体フレーム２側への装着に伴って放電用コネクタ２６がモータ側コネクタ４２に接続する。
【００４９】
このようにバッテリーケース２１を装着した後は後側クランプ３１によってバッテリーケース２１を支持箱２５に対して固定し、バッテリーケース２１を戻しばね４４のばね力に抗して前側へ倒すようにして支持箱２５を揺動させる。そして、バッテリーケース２１の前側クランプ３２をダウンチューブ２ｂの支持板３４に掛けてバッテリーケース２１を車体フレーム２に固定する。なお、バッテリーケース２１を前倒しにすることで、図７に示すようにリンク式連結部材４５が折れ曲がると共に、支持箱２５の係合突起２５ｅがステー４１の保持部材４９に挟持されることになる。そして、このようにバッテリーケース２１を前倒しにすることによって、この長尺状に形成されたバッテリーケース２１は、図１中に波線で示すように、ダウンチューブ２ｂの上側にその長手方向がこのダウンチューブ２ｂに沿うように配置される。
【００５０】
バッテリーケース２１を上述したように固定した後、外装カバー１０の上部カバー１０ｃを閉じ、施錠装置１１で施錠することによって、走行可能状態となる。この走行可能状態、すなわちバッテリーケース２１が車載状態になっているときには、前記放電用コネクタ２６とモータ側コネクタ４２との接続方向がダウンチューブ２ｂの軸線と平行な方向になる。
【００５１】
次に、上述したように構成された電動自転車１においてバッテリー２２を充電するときの手順について説明する。充電を行うには、バッテリーケース２１を車体から外して行う方法と、バッテリーケース２１を車体に搭載した状態で行う方法とがある。先ず、バッテリーケース２１を車体から外して充電する手法を図１０および図１１によって説明する。
【００５２】
先ず、外装カバー１０の前部に設けられた施錠装置１１をキー１１ａによって開錠させ、図１０（ａ）および図１中二点鎖線ａに示すように外装カバー１０の上部カバー１０ｃを上方へ向けて引っ張って開ける。このようにするとバッテリーケース２１や支持箱２５が露出するようになる。
【００５３】
次に、同図（ｂ）に示すように、バッテリーケース２１を車体フレーム２に固定しているクランプ３２を外し、引き続いてクランプ３１を外す。そして、支持箱２５の係合孔２５ｄに臨んでいる係止ボタン２８の係止部を同図中矢印ｄで示すように押して係止ボタン２８の係止状態を解く。このように係止ボタン２８での係止状態を解くと、圧縮コイルばね５０のばね力によってバッテリーケース２１が押され、放電用コネクタ２６がモータ側コネクタ４２から外れることになる。
【００５４】
このように各係止部分を外した後、取っ手３６を持ってバッテリーケース２１を引き起こす。引き起こした状態を図１中二点鎖線ｅに示す。そして、図１０（ｃ）に示すように支持箱２５を上方へ持ち上げて取外す。バッテリーケース２１を外した後は同図（ｄ）に示すように支持箱２５を前側へ倒して外装カバー１０の上部カバー１０ｃを元通りに閉じる。一方、取外したバッテリーケース２１は図１１に示すように充電器に接続される。
【００５５】
図１１において５２は充電器、５３は不図示のコンセントに接続されるプラグ、５４は充電器５２に接続されたコネクタを示す。充電を行うには、バッテリーケース２１のコネクタカバー３０を開け、開口された充電口２４ｄに充電器側のコネクタ５４を差し込み、充電用コネクタ２７に接続して行う。
【００５６】
バッテリーケース２１を車体に搭載した状態で充電するには、図１２に示すように、外装カバー１０の上部カバー１０ｃを開けた状態で行う。すなわち、上部カバー１０ｃを開けてバッテリーケース２１のコネクタカバー３０を開ける。そして、開口された充電口２４ｄに充電器側のコネクタ５４を差し込み充電用コネクタ２７に接続して行う。
【００５７】
したがって、上述した電動自転車１では、繰返し充放電可能な長尺状のバッテリーケース２１を車体フレーム２のダウンチューブ２ｂの長手方向に沿わせて配置するとともに、前記バッテリーケースを車体フレーム２側に対して揺動自在かつ着脱自在に設け、バッテリーケース２１の一端部側を車体フレーム２に係合させ、続いてその一端部を支点に揺動させる一連の車体フレーム２への装着操作に伴い前記バッテリーケース２１の放電用コネクタ２６が車体フレーム２側のモータ側コネクタ４２に自動的に接続する構造としたため、バッテリーケース２１を車体フレーム２側に装着することによって、放電用コネクタ２６がモータ側コネクタ４２に自動的に接続し、バッテリーケース２１を取り外すことによって、放電用コネクタ２６がモータ側コネクタ４２から自動的に切離される。このため、放電用コネクタ２６とモータ側コネクタ４２とを接離させるに当たって、バッテリーケース２１の着脱操作の他に特別な操作が不要である。また、バッテリーケース２１の車体フレーム２側への装着操作は、バッテリーケース２１の一端部を車体フレーム２側に係合させる第一行程と、一端部側を支点に揺動させる第二行程との二行程で行われる。前記第一行程ではバッテリーケースの一端部を係合させるという丁寧な操作になるので、この例で示したように前記第一行程で放電用コネクタ２６がモータ側コネクタ４２に接続する構造を採ることによって、接続が正確かつ円滑になる。
【００５８】
また、バッテリーケース２１に充電用コネクタ２７と放電用コネクタ２６とを設け、これらを並列に接続したため、充電用コネクタ２７に充電器５２のコネクタ５４を接続することにより、放電用コネクタ２６をモータ側コネクタ４２から外すことなく（バッテリーケース２１が車載状態でも）バッテリー２２を充電することができる。
【００５９】
さらに、バッテリーケース２１をバッテリーケース搭載部としての支持箱２５に取付けた状態ではバッテリーケース２１の下部外壁面が支持箱２５の凹陥部内壁面に対接するので、走行中はバッテリーケース２１から支持箱２５に加えられる荷重が支持箱２５に広く分散される。このため、バッテリーケース下部を肉厚が厚くなるように形成しなくても支持剛性を確保することができる。また、バッテリーケースの取付けに際しては、その下部外周壁がバッテリーケース搭載部に形成された大きな凹陥部によってガイドされるため、位置決めの作業が容易となる。
【００６０】
この例では、長尺状に形成したバッテリーケース２１をダウンチューブ２ｂの上側にこれに沿わせて取付けたので、バッテリーケース２１を車体に取付けたり、車体から取外すに当たり、バッテリーケース２１を持ち上げる高さがダウンチューブ２ｂと略同じ高さでよいとともに、上方へ開放された足通し空間を作業空間として広く使うことができ、重いバッテリーケース２１をダウンチューブ２ｂ上に搭載するに当たり、何ら邪魔になるものがない。また、バッテリーケース２１はダウンチューブ２ｂから上方へ大きく突出しないので、ダウンチューブ２ｂの上方の足通し空間Ｓがバッテリーケース２１によって大きく狭められることもない。
【００６１】
さらに、バッテリーケース２１の下部に放電用コネクタ２６を固定するとともに、前記上方に開放された足通し空間Ｓの下部であって車体フレーム２側にモータ側コネクタ４２を固定したので、モータ側コネクタ４２は車体の低位置に位置づけられることになるから、これに前記放電用コネクタ２６を接続するときには接続先を容易に確認しながら行うことができる。
【００６２】
さらにまた、バッテリーケース２１に設けられた放電用コネクタ２６と、支持箱２５に設けられたモータ側コネクタ４２との接続方向を、バッテリーケース２１の着脱方向と一致する方向であってしかも車載状態においてダウンチューブ２ｂの軸線と平行な方向としたから、バッテリーケース２１を車体に搭載した車載状態では、バッテリーケース２１の重量によって放電用コネクタ２６がモータ側コネクタ４２側へ付勢される。
【００６３】
上述した例ではモータユニット１２を立ててシートチューブ２ｃと同軸状に設けた例を示したが、モータユニット１２の搭載位置としては図１３および図１４に示すようにダウンチューブ２ｂの下方とすることもできる。
【００６４】
図１３はモータユニットの位置を変えた他の電動自転車の例を示す側面図、図１４は図１３におけるＡ−Ａ線断面図である。この電動自転車は、車体フレーム２のダウンチューブ２ｂがハンドル６とシート７との間となる後端部分で略水平に形成されており、ダウンチューブ２ｂの後端にラグ６１を介してシートチューブ２ｃが連結されている。なお、ダウンチューブ２ｂの水平部分は前後輪の車軸と略同じ高さに位置づけられている。この車体フレーム２も側面視略Ｖ字状の足通し空間Ｓが設けられる構造になっている。
【００６５】
そして、ダウンチューブ２ｂの水平部分に、モータユニット１２が略水平となるように支持固定されている。また、バッテリーケース２１が装着される支持箱２５も支持部材６２を介してその水平部分に支持されている。また、バッテリーケース２１は、前記図１〜図１２で示した実施形態と同様に、車載状態ではダウンチューブ２ｂの上側にこれに沿うように配置される構造になっている。
【００６６】
このように構成しても上述した例と同等の効果が得られる。しかも、この例のようにモータユニット１２を前向きに搭載すると、重量物であるモータユニット１２が低位置に位置づけられて車体の重心を低くすることができる。
【００６７】
本発明の実施の形態
上述した各例では支持箱２５を車体に対して前後揺動自在としたが、図１５ないし図１８に示すように車幅方向へ揺動自在とすることもできる。
本発明に係る電動自転車の一実施の形態を図１５〜図１８によって詳細に説明する。
【００６８】
図１５は支持箱を左右揺動自在に設けた電動自転車の側面図、図１６は支持箱部分を拡大して示す側面図、図１７は図１６におけるＡ−Ａ線断面図、図１８は図１６におけるＢ−Ｂ線断面図である。これらの図において前記図１ないし図１４で説明したものと同一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００６９】
図１５ないし図１８に示す電動自転車は、車体フレーム２のダウンチューブ２ｂがシートチューブ連結部よりさらに後側へ延設されており、その延設部に支持箱６４が左右揺動自在に取付けられている。なお、この実施の形態ではモータユニット１２は、後下がりに直線的に延びるダウンチューブ２ｂに沿って搭載され、ダウンチューブ２ｂとシートチューブ２ｃとを連結するラグ６５と、ダウンチューブ２ｂの後端に設けられたブラケット６６とに取付けられている。この実施の形態では、前記シートチューブ２ｃが本発明に係るフレーム部材を構成している。また、バッテリーケース２１は、シートチューブ２ｃとシートステー２ｅと後輪８とによって囲まれる空間に、シートチューブ２ｃの長手方向に沿わせて配置している。
【００７０】
ダウンチューブ２ｂの前記延設部上には鋼板製ブラケット６７を介して枢軸６８が軸支され、その枢軸６８に前記支持箱６４が枢支されている。前記枢軸６８は上方からみて車体前後方向と平行とされ、図１７に示すようにダウンチューブ２ｂより車体左側にずれて配置されている。すなわち、支持箱６４はこの枢軸６８を中心として図１７中二点鎖線ｆに示すよう揺動自在に支持されることになる。
【００７１】
この支持箱６４は合成樹脂によって有底角筒状に一体成形されており、その開口部の寸法はバッテリーケース２１が嵌挿される寸法に設定されている。そして、この支持箱６４の底部に前記枢軸６８が貫通する軸受部６４ａが設けられている。また、支持箱６４の底部には、前記ブラケット６７に係合するストッパー６４ｂが突設されている。支持箱６４が枢軸６８を中心に揺動したときにはこのストッパー６４ｂによって揺動が規制されるように構成されている。
【００７２】
また、支持箱６４とブラケット６７との間には、枢軸６８に貫通された戻しばね６９が介装されている。この戻しばね６９は捻りばねからなり、一端が支持箱６４の底面に接触し、他端がブラケット６７に係止されており、図１７において支持箱６４を反時計回りに回転付勢するように構成されている。すなわち、支持箱６４にバッテリーケース２１を装着しない状態では、支持箱６４は前記戻しばね６９のばね力によって図１７中二点鎖線ｆで示したように車体左側へ揺動されることになる。バッテリーケース２１の脱着はそのように支持箱６４を車体左側へ揺動させた状態で行われる。
【００７３】
この実施の形態で使用するバッテリーケース２１は、支持箱６４とは反対側となる上端部に放電用コネクタ２６が設けられている。この放電用コネクタ２６は、この実施の形態ではマグネット吸着式の雌型のものが使用され、車体フレーム側に固定された雄型のモータ側コネクタ４２との接続方向が支持箱６４の揺動方向と同一方向となるように配設されている。
【００７４】
また、バッテリーケース２１の放電用コネクタ取付け部は、図１７および図１８に示すように車体右側へ向けて開口しており、その開口部にモータ側コネクタ４２が臨んで両コネクタどうしが接続されるように構成されている。なお、両コネクタの接触面の位置は車幅方向略中心に位置づけられている。その接触面の位置を図１７および図１８において符号Ｃで示す。
【００７５】
前記モータ側コネクタ４２は、車載状態のバッテリーケース２１より右側に位置する保持部材７２に支持固定されている。この保持部材７２は、シートチューブ２ｃに溶接される側面視コ字状の前側フレーム連結部７２ａと、この前側フレーム連結部７２ａから車体右側で後側へ延設された平板部７２ｂと、この平板部７２ｂの後端部に設けられた側面視コ字状の後側フレーム連結部７２ｃとからなり、平面視略コ字状に形成されている。そして、この後側フレーム連結部７２ｃは、左右２本のシートステー２ｅとダウンチューブ２ｂの後端部に連結された支持パイプ７３に溶接されている。前記モータ側コネクタ４２は平板部７２ｂに固定されている。
【００７６】
また、前記保持部材７２の前側フレーム連結部７２ａと後側フレーム連結部７２ｃとの間隔は、図１８に示すように、バッテリーケース２１がその内部に嵌合できるような寸法に設定されている。すなわち、バッテリーケース２１を支持箱６４に装着して図１７に示すように起立させると、バッテリーケース２１は前後面が前側フレーム連結部７２ａおよび後側フレーム連結部７２ｃによって所定位置にガイドされ、放電用コネクタ２６がモータ側コネクタ４２に接続されるようになる。
【００７７】
このようにバッテリーケース２１を車体に搭載すると、バッテリーケース２１は下部が支持箱６４によって前後左右の移動が阻止され、上部が前記保持部材７２によって前後および車体右側への移動が阻止される。なお、バッテリーケース２１の上部が車体左側へ移動しないように、この実施の形態では保持部材７２の平板部７２ｂにバッテリーケース２１の突片を引っ張るクランプ７４が設けられている。
【００７８】
また、バッテリーケース２１を車載状態でフレーム２側に対して固定するために、バッテリーケース２１の前後両側にクランプ７５，７６が取付けられている。これらのクランプ７５，７６は、シートチューブ２ｃや支持パイプ７３に突設された係止片７７，７８を引っ張る構造とされている。
【００７９】
７９はバッテリーケース２１の上部に設けられた充電用コネクタ、８０はフューズである。充電用コネクタ７９はマグネット吸着式の雄型ものが使用され、接続部をバッテリーケース２１の左側面に露出させるようにして取付けられている。そして、この充電用コネクタ７９は放電用コネクタ２６とは電気的に並列に接続されており、コネクタどうしの接続部よりバッテリー側に前記フューズ８０が介装されている。なお、コネクタどうしの接続部より充電用コネクタ側には、バッテリー側へのみ通電を許す短絡防止用のダイオード（図示せず）が介装されている。
【００８０】
８１は施錠装置で、この施錠装置８１は支持パイプ７３に支持固定され、ロックピン８１ａが車載状態のバッテリーケース２１に係合するように構成されている。
【００８１】
８２はバッテリーケース２１を車載状態から車体左側へ引き出したり、上方へ持ち上げて搬送するときに掴む取っ手である。この取っ手８２は、バッテリーケース２１の上部に支持ピン８２ａを介して枢支されている。また、図１７において８３はモータユニット１２の側方を覆うように構成された外装カバーである。
【００８２】
このように構成された電動自転車においてバッテリーを充電するためにバッテリーケース２１を車体から取外すには、先ず、バッテリーケース２１を車体フレーム２に対して固定する３つのクランプ７４〜７６を外す。そして、取っ手８２を持ってバッテリーケース２１を車体左側へ倒し、上方へ引き上げる。このようにしてバッテリーケース２１を外すことができる。なお、取付けるには、上述した手順と逆の手順によって行う。
【００８３】
また、充電を行うにはバッテリーケース２１を車体に搭載した状態で充電用コネクタ７９に充電器側コネクタを接続して行う方法と、上述したようにバッテリーケース２１を車体から取外して行う方法とがある。
【００８４】
したがって、上述したように長尺状のバッテリーケース２１をシートチューブ２ｃの長手方向に沿わせて配置するとともに、前記バッテリーケース２１を車体フレーム２側に対して揺動自在かつ着脱自在に設け、前記バッテリーケース２１の一端部を車体フレーム２側に係合させ、続いてその一端部側を支点に揺動させる一連の車体フレーム２への装着操作に伴いバッテリーケース２１に設けた放電用コネクタ２６が車体フレーム２側のモータ側コネクタ４２に自動的に接続する構造としたため、バッテリーケース２１を車体フレーム２側に装着することによって、放電用コネクタ２６がモータ側コネクタ４２に自動的に接続し、バッテリーケース２１を外すことによって、放電用コネクタ２６がモータ側コネクタ４２から自動的に切離される。このため、放電用コネクタ２６とモータ側コネクタ４２とを接離させるに当たって、バッテリーケース２１の着脱操作の他に特別な操作が不要である。
【００８５】
また、バッテリーケース２１を着脱するときには、バッテリーケース２１を揺動させる操作、すなわちバッテリーケース２１の移動方向が規制された操作により放電用コネクタ２６とモータ側コネクタ４２とが接続するので、接続が正確かつスムーズに行われる。しかも、このバッテリーケース２１は車体フレーム２側に支えられた状態で揺動するから、放電用コネクタ２６およびモータ側コネクタ４２にバッテリーケース２１の全荷重が加えられることがない。このため、前記両コネクタ２６，４２どうしの接触圧力を適正に保つことができる。
【００８６】
さらに、バッテリーケース２１をシートチューブ２ｃとシートステー２ｅと後輪８とによって囲まれる空間に配置し、車体側方に揺動自在としたため、バッテリーケース２１を着脱するに当たり、バッテリーケース２１を持上げる高さが低く、また、車体側方空間を作業空間として広く使うことができる。さらにまた、バッテリーケース２１に充電用コネクタ７９と放電用コネクタ２６とを設け、これらを並列に接続したため、充電用コネクタ７９に充電器のコネクタを接続することにより、放電用コネクタ２６をモータ側コネクタ４２から外すことなく（バッテリーケース２１が車載状態でも）バッテリー２２を充電することができる。
【００８７】
加えて、上述したようにバッテリーケース２１を支持箱６４に嵌合させる構成を採ることによって、バッテリーケース２１を支持箱６４に取付けた状態ではバッテリーケース２１の下部外壁面が支持箱６４の凹陥部内壁面に対接するので、走行中はバッテリーケース２１から支持箱６４に加えられる上下方向、前後方向および側方（車幅方向）の荷重が支持箱６４に広く分散される。バッテリーケースの取付けに際しては、その下部外周壁がバッテリーケース搭載部に形成された大きな凹陥部によってガイドされるため、位置決めの作業が容易となる。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る電動自転車は、繰返し充放電可能な長尺状のバッテリーケースを車体フレームのフレーム部材の長手方向に沿わせて配置するとともに、車体フレーム側に対して揺動自在かつ着脱自在に設け、前記バッテリーケースに放電用接触端子を設けかつ前記車体フレーム側にモータ側接触端子を設け、これら両接触端子どうしの接続方向をバッテリーケースの揺動方向と同一方向とし、前記バッテリーケースの車体フレーム側への装着操作を、前記バッテリーケースの一端部を車体フレーム側の支持部材に係合させる第一行程と、続いてその支持部材を支点にバッテリーケースを揺動させる第二行程とから構成し、前記放電用接触端子と前記モータ側接触端子とが前記第二行程において自動的に接続する構造としたため、バッテリーケースを車体フレーム側に装着することによって、放電用接触端子がモータ側接触端子に自動的に接続し、バッテリーケースと外すことによって、放電用接触端子がモータ側接触端子から自動的に切離される。
【００８９】
したがって、放電用接触端子とモータ側接触端子とを接離させるに当たって、バッテリーケースの着脱操作の他に特別な操作が不要である。このため、バッテリーケースの着脱操作が単純になり、充電作業が簡略化する。
【００９０】
さらに、本発明によれば、両接触端子どうしの接続方向をバッテリーケースの揺動方向と同一方向としたため、支点を中心にバッテリーケースを揺動させる過程で放電用接触端子とモータ側接触端子とが接続するので、接続が正確かつスムーズに行われるばかりか、バッテリーケースは車体フレーム側に支えられた状態で揺動するから、放電用接触端子およびモータ側接触端子にバッテリーケースの全荷重が加えられることがない。したがって、人手によって接触端子どうしを接続する構造ではないにもかかわらず、接触端子が接触不良を起こしたり、無理な力が加えられて破損することがない。
【００９１】
請求項２記載の発明に係る電動自転車は、請求項１記載の発明に係る電動自転車において、バッテリーケースをシートチューブとシートステーと後輪とによって囲まれる空間に配置し、車体側方に揺動自在としたため、バッテリーケースを着脱するに当たり、バッテリーケースを持上げる高さが低く、また、車体側方空間を作業空間として広く使うことができる。このため、重いバッテリーケースを搭載するに当たり作業性に優れ、充電作業が容易になる。
【００９２】
請求項３記載の発明に係る電動自転車は、請求項１または請求項２記載の発明に係る電動自転車において、バッテリーケースに充電用接触端子と放電用接触端子とを設け、これらを並列に接続したため、充電用接触端子に充電器を接続することによって、放電用接触端子とモータ側接触端子とを切離すことなく車載状態でバッテリーを充電することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考技術となるバッテリーケースの取付構造を採用した電動自転車の側面図である。
【図２】バッテリーケース用支持箱の支持部を拡大して示す断面図である。
【図３】図１におけるモータユニット部分のＡ矢視図である。
【図４】バッテリーケース用支持箱の平面図である。
【図５】バッテリーケースの分解斜視図である。
【図６】バッテリーケースの充電口部分を拡大して示す図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は（ａ）図におけるＢ−Ｂ線断面図、同図（ｃ）は（ａ）図におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図７】バッテリーケース用支持箱の縦断面図である。
【図８】図７におけるVIII−VIII線断面図である。
【図９】バッテリーケース用支持箱の分解斜視図である。
【図１０】バッテリーケースを車体から取外すときの手順を示す斜視図である。
【図１１】バッテリーケースを車体から外して充電するときの状態を示す斜視図である。
【図１２】バッテリーケースを車体から外さずに充電するときの状態を示す斜視図である。
【図１３】モータユニットの位置を変えた他の電動自転車の例を示す側面図である。
【図１４】図１３におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図１５】支持箱を左右揺動自在に設けた電動自転車の側面図である。
【図１６】支持箱部分を拡大して示す側面図である。
【図１７】図１６におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図１８】図１６におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１…電動自転車、２…車体フレーム、２ｂ…ダウンチューブ、２ｃ…シートチューブ、１２…モータユニット、２１…バッテリーケース、２５…支持箱、２６…放電用コネクタ、２７…充電用コネクタ、４２…モータ側コネクタ、４３…支軸、６４…支持箱、６８…枢軸。

Claims

人力駆動系と電気駆動系とを並列に設けた電動自転車において、繰返し充放電可能な長尺状のバッテリーケースを車体フレームのフレーム部材の長手方向に沿わせて配置するとともに、車体フレーム側に対して揺動自在かつ着脱自在に設け、前記バッテリーケースに放電用接触端子を設けかつ前記車体フレーム側にモータ側接触端子を設け、これら両接触端子どうしの接続方向をバッテリーケースの揺動方向と同一方向とし、前記バッテリーケースの車体フレーム側への装着操作を、前記バッテリーケースの一端部を車体フレーム側の支持部材に係合させる第一行程と、続いてその支持部材を支点にバッテリーケースを揺動させる第二行程とから構成し、前記放電用接触端子と前記モータ側接触端子とが前記第二行程において自動的に接続する構造としたことを特徴とする電動自転車。
請求項１記載の電動自転車において、バッテリーケースをシートチューブとシートステーと後輪とによって囲まれる空間に配置し、車体側方に揺動自在としたことを特徴とする電動自転車。
請求項１または請求項２記載の電動自転車において、バッテリーケースに充電用接触端子と放電用接触端子とを設け、これらを並列に接続したことを特徴とする電動自転車。